Емкостного характера

Рис. 6,а

Рис. 6,б

Если к выходу выпрямителя параллельно нагрузке подключен конденсатор емкостью С ₁ (рис. 6), то в течение части положительных полупериодов входного переменного напряжения импульсы тока диода заряжают С ₁ , а в течение остального времени периодов емкость отдает энергию во внешнюю цепь, разряжаясь через сопротивление нагрузки R _Н . В схеме действуют как бы два источника: источник U ₂ и емкость С ₁. В общем случае напряжение на конденсаторе С ₁ при его заряде от источника с э.д.с. U изменяется по закону

u_C = U(1 – e ^-t/τ _зар )

где τ_зар ≈ R _В С ₁ ; R _В = R _{Д пр} + R _Тр = R _{Д пр} + τ₂ + τ₁n² – внутренне сопротивление выпрямителя;

R _{Д пр} – сопротивление диода в прямом направлении;

τ₂ + τ₁ – сопротивление первичной и вторичной обмоток силового трансформатора;

n = ω₂/ ω₁ – коэффициент трансформации.

Разряд конденсатора С ₁ протекает по закону u_C = Uе ^{-1/τ раз}

Где τ_раз ≈ R _Н С ₁ ;

Так как емкость С ₁ заряжается через малое сопротивление, то напряжение на емкости нарастает сравнительно быстро. Разряд же происходит через сопротивление R _Н , которое обычно гораздо больше, чем внутреннее сопротивление выпрямителя. Поэтому емкость С ₁ не успевает заметно разрядится за время паузы между импульсами тока диода. При конечной величине R _Н в цепи устанавливается такой режим, при котором заряд, получаемый емкостью в течение положительного полупериода переменного напряжения, равен заряду, теряемому емкостью за период. Напряжение на нагрузке U ₀ , а следовательно, и ток в нагрузке остаются практически неизменными.

Работу схемы можно пояснить диаграммами (рис.6,б). в промежутке времени от t₁ до t₂ напряжение на конденсаторе U ₀ больше напряжения источника переменного тока u₂ .

Напряжение на диоде u_Д = u₂ - U ₀ < 0, и диод заперт. Конденсатор разряжается на нагрузочное сопротивление с постоянной времени τ_раз . В момент времени t₂ напряжение источника переменного тока становится равным напряжению на конденсаторе. При t > t ₂ напряжение на диоде изменяет полярность (u_Д > 0) и через диод начинает протекать ток от источника u₂ . Этот ток питает нагрузку и заряжает конденсатор с постоянной времени τ_раз . Напряжение на конденсаторе растет до момента времени t _З , когда вновь наступает равенство u ₂ и U ₀ . При t > t _З диод запирается и процесс повторяется сначала. Время протекания тока через диод в схеме рис. 6а, меньше, чем в выпрямителе с чистой активной нагрузкой. Угол отсечки выпрямителя с емкостной нагрузкой θ < 90 ˚ (при активной нагрузке θ = 90 ˚).

Дата добавления: 2014-01-13